古代中国到底有没有地圆学说?

选择字号:   本文共阅读 190 次 更新时间:2017-02-10 20:08:45

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江晓原 (进入专栏)  

   中国古代地圆学说的文献证据

   标题中的问题,是在明末西方地圆说传入中国,并被一部分中国学者接受之后,才产生的。而在很长一个时期内,由于中国学者热衷于为祖先争荣誉,对于这个问题的答案,几乎是众口一辞的“有”。但是这个问题其实也有一点复杂,并非简单的“有”或“没有”所能解决。

   认为中国古代有地圆学说,主要有如下几条文献:

   《庄子·天下篇》引惠施:南方无穷而有穷。……我知天下之中央,燕之北、越之南是也。

   东汉时张衡《浑天仪图注》:浑天如鸡子。天体圆如弹丸,地如鸡中黄,孤居于内,天大而地小。天表里有水。天之包地,犹壳之裹黄。

   三国时王蕃《浑天象说》:天地之体状如鸟卵,天包于地外,犹卵之裹黄,周旋无端,其形浑浑然,故曰浑天。其术以为天半覆地上,半在地下,其南北极持其两端,其天与日月星宿斜而回转。

   惠施的话,如果假定地球是圆的,可以讲得通,所以被视为地圆说的证据之一。后面两条,则已明确断言大地为球形。所以许多人据此相信中国古代已有地圆学说。

    但是,所谓“地圆学说”,并不是承认地球是球形就了事了。

  

   西方地圆学说的两大要点

   在古希腊天文学中,地圆学说是与整个球面天文学体系——该体系直到两千多年后今天的现代天文学中仍被几乎原封不动地使用着——紧密联系在一起的。西方的地圆说实际有两大要点:

   一、大地为球形;

   二、地球与“天”相比非常之小。

   第一点容易理解,但第二点的重要性就不那么直观了。

   在球面天文学中,只有极少数情况,比如考虑地平视差、月蚀等问题时,才需要考虑地球自身的尺度,而在绝大部分情况下都是忽略地球自身尺度的,即视地球为一个点。这样的忽略不仅完全合理,而且非常必要。这只需看一看下面的数据就不难明白:地球半径与地日距离两值之比约为1∶23456。

   而地日距离在太阳系大行星中仅位列第三,太阳系的广阔已经可想而知。如果再进而考虑银河系、河外星系……,那就更广阔无垠,地球尺度与此相比,确实可以忽略不计。古希腊人的宇宙虽以地球为中心,但他们发展出来的球面天文学却完全可以照搬到日心宇宙和现代宇宙体系中使用——球面天文学本来就是测量和计算天体方位的,而我们人类毕竟是在地球上进行测量的。

   再回过头来看古代中国人关于大地的观念。古代中国人将天地比作鸡蛋,那么显然,在他们心目中,天与地的尺度是相去不远的,事实正是如此。下面是中国古代关于天地尺度的一些数据:

   《尔雅·释天》:天球直径为387,000里;地离天球内壳193,500里。

   《河洛纬·甄耀度》:天地相距678,500里。

   杨炯《浑天赋》:周天也三百六十五度,其去地也九万一余里。

   以《尔雅·释天》中的说法为例,地球半径与太阳——古代中国人认为所有日月星辰都处在同一天球球面上——距离之比是1∶1。在这样的比例中,地球自身尺度就无论如何也不能忽略。

   明末来华耶稣会士向中国输入欧洲天文学,其中当然有地圆之说,虽然他们很少正面陈述地球与天相比甚小这一点,但因为在西方天文学传统中一向将此视为当然之理,自然反映于其理论及数据之中。例如《崇祯历书》论五大行星与地球之间距离,给出如下数据:土星

   距离地球:10,550地球半径;木星距离地球:3,990地球半径;火星距离地球:1,745地球半径……。这些数据虽与现代天文学的结论不甚符合,但仍可看出在西方宇宙模型中,地球的尺度相对而言非常之小。又如《崇祯历书》认为,“恒星天”距离地球约为14000地球半径之远,此值虽只有现代数值的一半多,毕竟并不离谱太远。

   非常不幸的是,不忽略地球自身的尺度,就无法发展出古希腊人那样的球面天文学。学者们曾为古代中国为何未能发展出现代天文学找过许多原因,诸如几何学不发达、不使用黄道体系等等,其实将地球看得太大,或许是致命的原因之一。然而从明末起,学者们常常忽视上述重大区别,力言西方地圆说在中国“古已有之”,许多当代论著也经常重复与古人相似的错误。

    

   中国人接受地圆观念的困难

   有一些证据表明,西方地圆观念在明末耶稣会士来华之前已经多次进入中国。例如,隋唐墓葬中出土的东罗马金币,其上多铸有地球图形。有时地球被握在君主手中,或是胜利女神站在地球上,有时是十字架立于地球之上,这就向中国人传递了大地为球形的观念。又如,在唐代瞿昙悉达翻译的印度历法《九执历》中,有“推阿修量法”,阿修量是太阳在月面所投下地球阴影的半径,这就意味着地球是一个球形。再如,元代西域天文学家扎马鲁丁向元世祖忽必烈进献西域仪象七件,其中就有地球仪。

   明末耶稣会士向中国人传播地圆观念,曾受到相当强烈的排拒。例如,崇祯年间刊刻的宋应星著作《谈天》,其中谈到地圆说时说:

   西人以地形为圆球,虚悬于中,凡物四面蚁附;且以玛八作之人与中华之人足行相抵。天体受诬,又酷于宣夜与周髀矣。

   宋氏所引西人之说,显然来自利玛窦。而清初王夫之抨击西方地圆说甚烈,他既反对利玛窦地圆之说,也不相信这在西方古已有之。至于以控告耶稣会传教士著称的杨光先,攻击西方地圆之说,更在情理之中,杨氏说:

   新法之妄,其病根起于彼教之舆图,谓覆载之内,万国之大地,总如一圆球。

   另一方面,接受了西方天文学方法的中国学者,则在一定程度上完成了某种知识“同构”的过程。现今学术界公认比较有成就的明、清天文学家,如徐光启、李天经、王锡阐、梅文鼎、江永等等,无一例外都顺利接受了地圆说。这一事实是意味深长的。一个重要原因,可能是西方地圆说所持的理由,比如向北行进可以见到北极星的地平高度增加、远方驶来的船先出现桅杆之尖、月蚀之时所见地影为圆形等等,对于有天文学造诣的学者来说通常很容易接受。

   这一时期中国学者如何对待西方地圆说,有一典型个案可资考察:

   秀水张雍敬,字简庵,“刻苦学问,文笔矫然,特潜心于历术,久而有得,著《定历玉衡》”——应是阐述中国传统历法之作。朋友向他表示,这种传统天学已经过时,应该学习明末传入的西方天文学,建议他去走访梅文鼎,可得进益。张遂千里往访,梅文鼎大喜,留他作客,切磋天文学一年有余。事后张雍敬著《宣城游学记》一书,记录这一年中研讨切磋天文学之所得,书前有潘耒所作之序,其中记述说:

   (张雍敬在宣城)逾年乃归,归而告余:赖此一行,得穷历法底蕴,始知中历西历各有短长,可以相成而不可偏废。朋友讲习之益,有如是夫!既复出一编示余曰:吾于勿庵(梅文鼎)辩论者数百条,皆已剖析明了,去异就同,归于不疑之地。惟西人地圆如球之说,则决不敢从——与勿庵昆弟及汪乔年辈往复辩难,不下三四万言,此编是也。

   《宣城游学记》原书已轶,看来该书主要是记录他们关于地圆问题的争论。值得注意的是,以梅文鼎之兼通中西天文学,更加之以其余数人,辩论一年之久,竟然仍未能说服张雍敬接受地圆概念,可见要接受西方地圆概念,对于一部分中国学者来说是何等困难。

   载《新发现》杂志2015年第12期

   科学外史(114)

  

  

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